Tratamento Térmico dos Aços

Tratamento Térmico dos Aços 

Generalidades

Há muitos séculos atrás o homem descobriu que com aquecimento e resfriamento podia modificar as propriedades mecânicas de um aço, isto é, torná-los mais duro, mais mole, mais maleável, etc. Mais tarde, descobriu também que a rapidez com que o aço era resfriado e a quantidade de carbono que possuía influíam decisivamente nessas modificações. O processo de aquecer e resfriar um aço, visando modificar as sua propriedades, denomina-se TRATAMENTO TÉRMICO.

Um tratamento térmico é feito em três fases distintas:

1 - aquecimento

2 - manutenção da temperatura

3 – resfriamento

Tipos de tratamentos térmicos

Existem duas classes de tratamentos térmicos:

1 - Os tratamentos que por simples aquecimento e resfriamento, modificam as propriedades de toda a massa do aço, tais como:

a - Têmpera

b - Revenimento

c – Recozimento

2 - Os tratamentos que modificam as propriedades somente numa fina camada superficial

da peça. Esses tratamentos térmicos nos quais a peça é aquecida juntamente com produtos químicos e posteriormente resfriado são:

a - Cementação

b – Nitretação

                                          ACESSE NOSSO SITE CLIQUE AQUI

Têmpera

É o tratamento térmico aplicado aos aços com porcentagem igual ou maior do que 0,4%

de carbono.

O efeito principal da têmpera num aço é o aumento de dureza.

Fases da têmpera

1ª Fase:

– Aquecimento – A peça é aquecida em forno ou forja, até uma temperatura recomendada. (Por volta de 800ºC para os aços ao carbono).

2ª Fase:

– Manutenção da temperatura – Atingida a temperatura desejada esta deve ser mantida por algum tempo afim de uniformizar o aquecimento em toda a peça.

3ª Fase:

– Resfriamento – A peça uniformemente aquecida na temperatura desejada é resfriada em água, óleo ou jato de ar.

Efeitos da Têmpera

1 - Aumento considerável da dureza do aço.

2 - Aumento da fragilidade em virtude do aumento de dureza. (O aço torna-se muito quebradiço).

Reduz-se a fragilidade de um aço temperado com um outro tratamento térmico denominado revenimento.

Observações:

1 - A temperatura de aquecimento e o meio de resfriamento são dados em tabelas:

MATERIAL ATEMPERAR	TEMP. DE PRÉ-AQUEC.	TEMP. DE TÊMPERA	COR DA TEMP. NA TEMP.	RESFRIAR EM
AÇO 1040 a 1050	500 °C	830°C	VERMELHO	ÁQUA
AÇO 1060 a 1080	500°C	790°C	VERMELHO ESCURO	ÁGUA OU ÓLEO
AÇO 1090	500°C	775°C	VERMELHO CEREJA	ÓLEO
AÇO PRATA	550°C	800°C	VERMELHO ESCURO	ÓLEO
AÇO PARA MOLAS	600°C	875°C	VERMELHO CLARO	ÓLEO
AÇO RÁPIDO	550°C a 950°C	1300°C	BRANCO	ÓLEO

2 - O controle da temperatura durante o aquecimento, nos fornos, é feito por aparelhos

denominados pirômetros.

Nas forjas o mecânico identifica a temperatura pela cor do material aquecido.

3 - De início o aquecimento deve ser lento, (pré-aquecimento), afim de não provocar defeitos na peça.

4 - A manutenção da temperatura varia de acordo com a forma da peça; o tempo nesta

fase não deve ser além do necessário.

Revenimento.

É o tratamento térmico que se faz nos aços já temperados, com a finalidade de diminuir a

sua fragilidade, isto é, torná-lo menos quebradiço.

O revenimento é feito aquecendo-se a peça temperada até uma certa temperatura resfriando-a em seguida. As temperaturas de revenimento são encontradas em tabelas e para os aços ao carbono variam entre 210ºC e 320ºC.

Fases do Revenimento.

1ª Fase:

– Aquecimento – Feito geralmente em fornos controlando-se a temperatura com pirômetro.

Nos pequenos trabalhos os aquecimento pode ser feito apoiandose a peça polida, em um bloco de aço aquecido ao rubro. O forte calor que desprende do bloco, aquece lentamente a peça, produzindo nesta uma coloração que varia à medida que a temperatura aumenta. Essas cores, que possibilitam identificar a temperatura da peça, são denominadas cores de revenimento.

Tabela de cores de Revenimento dos aços ao carbono.

AMARELO CLARO	210°C	CASTANHO AVERMELHADO	270°C
AMARELO PALHA	220°C	VIOLETA	280°C
AMARELO	230°C	AZUL ESCURO	290°C
AMARELO ESCURO	240°C	AZUL MARINHO	300°C
AMARELO OURO	250°C	AZUL CLARO	310°C
CATANHO ESCURO	260°C	AZUL ACIMZENTADO	320°C

2ª Fase:

– Manutenção da Temperatura – Possível quando o aquecimento é feito em fornos.

– Resfriamento – O resfriamento da peça pode ser:

– Lento – deixando-a esfriar naturalmente.

– Rápido – mergulhando-a em água ou óleo.

Efeitos do revenimento.

Diminui um pouco a dureza da peça temperada, porém aumenta consideravelmente a sua resistência aos choques. Geralmente, toda peça temperada passa por um revenimento, sendo até comum dizer-se “peça temperada” ao invés de “peça temperada e revenida”.

                                           ACESSE NOSSO SITE CLIQUE AQUI

Recozimento

O recozimento é o tratamento térmico que tem por finalidade eliminar a dureza de uma peça temperada ou normalizar materiais com tensões internas resultantes do forjamento, da laminação, trefilação etc..

Fazes do recozimento

1ª Fase:

Aquecimento – A peça é aquecida a uma temperatura que varia de acordo com o material a ser recozido. (Entre 500ºC e 900ºC). A escolha da temperatura de recozimento é feita mediante consulta a uma tabela. Exemplo de tabela:

MATERIAL	TEMP. DE RECOZIMENTO
AÇO 1040 – 1050	800C
AÇO 1060 - 1080	785°C
AÇO 1090	770°C
AÇO RÁPIDO	900°C

2ª Fase:

Manutenção da temperatura – A peça deve permanecer aquecida por algum tempo na temperatura recomendada para que as modificações atinjam toda a massa da mesma.

3ª Fase:

Resfriamento - O resfriamento deve ser lento, tanto mais lento quanto maior a porcentagem de carbono do aço.

No resfriamento para o recozimento adotem-se os seguintes processos:

1 - Exposição da peça ao ar livre (Processo pouco usado).

2 - Colocação da peça em caixa contendo cal,cinza e areia ou outros materiais.

Observação – O material para resfriamento da peça deve estar bem seco.

3 - Interrompendo-se o aquecimento, deixando a peça esfriar dentro do próprio forno.

Nota – No recozimento do cobre e latão o resfriamento deve ser o mais rápido possível.

Efeitos do recozimento no aço

Elimina a dureza de uma peça temperada anteriormente, fazendo-se voltar a sua dureza normal. Torna o aço mais homogêneo, melhora sua ductilidade tornando-o facilmente usinável.

Cementação, muitas peças de mecânicas necessitam de ter elevada dureza externa para resistirem ao desgaste; entretanto, internamente precisam permanecer "moles", para suportarem salavancos.

Essas peças geralmente são em aço de baixa porcentagem de carbono e recebem um

tratamento denominado CEMENTAÇÃO.

Cementação

A cementação é um tratamento que consiste em aumentar a porcentagem de carbono numa fina camada externa da peça. Após a cementação tempera-se a peça; as partes externas adquirem elevada dureza enquanto as partes internas permanecem sem alterações.

A cementação é feita aquecendo-se a peça de aço de baixo teor de carbono, junto com um material rico em carbono (carburante). Quando a peça atinge alta temperatura (750ºC a 1.000ºC) passa a absorver parte do carbono do carburante.

Quanto mais tempo a peça permanecer aquecida com o carburante, mais espessa se tornará a camada. Os carburantes podem ser sólidos, (grãos ou pós), líquidos ou gasosos. A qualidade dos carburantes influi na rapidez com que se forma a camada.

Fases da cementação

1ª Fase:

Aquecimento

Cementação em caixa:

As peças são colocadas em caixas juntamente com o carburante, fechadas

hermeticamente e aquecidas até a temperatura recomendada.

   

2ª Fase:

Manutenção da temperatura – O tempo de duração desta fase varia de acordo com a espessura da camada que se deseja e da qualidade do carburante utilizado. (0,1mm a 0,2mm por hora).

3ª Fase:

Resfriamento – A peça é esfriada lentamente dentro da própria caixa.

Após a cementação as peças são temperadas.